 |
|
|
|
|
|
 |
 |
Neues aus der Welt der Wissenschaft |
|
|
|
|
|
|
Wie Licht einen Plastikmagneten steuert |
|
| | | Weltweit arbeiten Wissenschaftler an schnelleren und effizienteren Elektronikbestandteilen sowie Computerspeichermedien. Dies könnte jetzt durch die Entwicklung des ersten Plastikmagneten beschleunigt werden, dessen Magnetismus mit Licht steuerbar ist. |
|
|
|
|
|
|
|
|
| |
Wissenschaftler der Ohio State University und der University of Utah haben ein aus Kunststoff bestehendes magnetisches Material entwickelt, das durch Bestrahlung mit blauem Licht 1,5 mal magnetischer wird, während grünes Licht diesen Effekt teilweise wieder rückgängig macht.
Obwohl eine direkte und schnelle Umsetztung in vermarktbare Technologien noch nicht unmittelbar möglich ist, erweitert diese neue Entwicklung doch die Perspektiven der Magnetspeichermedien, wie es die Forscher in der aktuellen Ausgabe der "Physical Review Letters" beschreiben.
|
|
|
|
|
|
Lichtsensitives magnetisches Plastik |
|
| |
Anderen Wissenschaftlern war bisher die Entwicklung magnetischen Plastiks bzw. lichtsensitiver Magneten gelungen. Die vorgstellte Entwicklung kombiniert nun diese Eigenschaften zu einem lichtsensitiven Kunststoffmagneten.
Der vorliegende Magnet arbeitet bei einer Temperatur von 75 Kelvin. Die Temperatur ist bei der Entwicklung möglicher kommerzieller Applikationen ein Schlüsselfaktor.
|
|
Magnetismus und Magnete
Sammelbegriff für alle Erscheinungen des magnetischen Feldes und seiner Wirkung auf Materie. Ein Magnetfeld entsteht in der Umgebung von Dauermagneten oder jeder bewegten elektrischen Ladung, z.B. eines stromdurchflossenen Leiters. Die Pole eines Magneten werden nach den Erdmagnetpolen Nord- und Südpol genannt. Gleichnamige Pole stoßen sich ab, ungleichnamige ziehen sich an. Da sich eine beweglich aufgehängte Magnetnadel parallel zur Richtung des Erdmagnetfeldes einstellt, kann sie als Kompass dienen.
Magnete sind Körper, die in ihrer Umgebung ein Magnetfeld erzeugen; z.B. Eisen, Cobalt, Nickel und einige andere Stoffe, die sog. Ferromagnetika. Jeder Magnet hat zwei Pole: Nord- und Südpol, und stellt sich bei freier Beweglichkeit in Nord-Süd-Richtung ein. Die Wirkung des Magnetfelds zeigt sich dadurch, dass der Magnet Eisen anzieht. Magnete haben meist Stab-, Hufeisen- oder Topfform. Die Magnetisierung erfolgt meist im Feld einer stromdurchflossenen Spule. |
|
|
 Mehr zu Magnetismus |
|
|
|
|
|
|
Polymer mit Mangan-Atomen |
|
| |
"Obwohl die Arbeitstemperatur jenes Magneten noch relativ hoch ist, repräsentiert er doch einen ersten wichtigen Schritt in Richtung lichtgesteuerter Anwendungen", erklärt der Leiter der Studie Arthur J. Epstein.
Der Plastikmagnet besteht aus einem Polymer mit der Verbindung "Tetracyanoethylen" (TCNE), kombiniert mit geladenen Mangan-Atomen.
|
|
|
|
|
|
Durch Laserlicht 'aufgeladen' |
|
| |
Epstein und sein Team betteten die in Pulverform vorliegende Mangan-TCNE-Verbindung auf einen dünnen Film. Nach einer sechsstündigen Bestrahlung durch einen blauen Laser, bei der das Material sozusagen "aufgeladen" wurde, wies die Mangan-TCNE-Verbindung tatsächlich einen 150 Prozent höheren Grad an Magnetismus auf als vor der Bestrahlung.
Eine daran anschließende Bestrahlung mit grünem Laserlicht machte den zuvor erreichten Effekt wieder rückgängig, indem es den Magnetismus des Materials auf 60 Prozent seines Normalwertes veringerte.
|
|
Polymere
synthetisch hergestellte (z. B. Kunststoffe) oder natürliche (z. B. Polysaccharide) Makromoleküle, die aus vielen gleichen oder ähnlichen Bausteinen aufgebaut sind. Polymerisation ist das Zusammentreten von mehreren Molekülen eines Stoffes zu einer neuen Verbindung mit einer Molekularmasse, die ein ganzzahliges Vielfaches vom Ausgangsstoff ist.
Wenn die Polymerisation zu sehr großen Molekülen führt, entstehen Hochpolymere. Polymerisation ist ein wichtiger Schritt bei der Herstellung von Kunststoffen. Da die Zahl der Moleküle, die bei der Polymerisation zusammentreten, verschieden groß sein kann, ist das dabei entstehende Polymerisat meist ein Gemisch von Polymeren mit verschieden großen Molekularmassen; solche Verbindungen, deren Moleküle sich nur durch die Anzahl der sie aufbauenden Einheiten des Monomeren unterscheiden, werden als Polymerhomologe bezeichnet. |
|
|
Mehr zu Polymeren |
|
|
|
|
|
|
Der Effekt des Lichtes |
|
| |
Warum das von den Wissenschaftlern verwendete Licht diesen Effekt auf den Magnetismus des Materials haben konnte, begründen die Forscher mit dessen Einfluss auf die TCNE-Moleküle.
Sie gehen davon aus, dass die verschiedenen Wellenlängen des blauen und grünen Laserlichtes die TCNE-Moleküle dazu bringen, ihre Form entsprechend der Wellenlänge zu verändern.
Zu allererst transformiert das erste Moleküle im Magneten seine Form, worauf sich sein Magnetismus ändert. Das wiederum regt die benachbarten Moleküle an, ebenfalls ihre Form zu ändern.
|
|
|
|
|
|
Besser und effizienter |
|
| |
Weltweit arbeiten Ingenieure und Wissenschaftler an licht- und magnetgesteuerte Computerspeichermedien. Nach theoretischen Berechnungen sind diese wesentlich effizienter und schneller als konventionelle Technologien.
Ein lichtgesteuerter Magnet könnte sich hier zu einer Schlüsselkomponente entwickeln, denn dieser würde zukünftigen Rechnerarchitekturen erlauben, Daten auf magnetischem Wege zu speichern bzw. zu löschen.
|
|
|
01.01.2010 |
